【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钢筋混凝土腐蚀防护与修复，特别涉及一种双阳离子型电迁移阻锈剂、制备方法及应用。
技术介绍
1、钢筋混凝土是应用最为广泛的建筑材料，而不仅对于新建或既有混凝土结构，钢筋锈蚀一直是影响混凝土使用寿命的关键因素。目前，基础建筑建设逐渐扩大，对于混凝土阻锈剂需求也日益增长，而且，随着时间的延长，一些前期混凝土结构中的钢筋也逐渐有锈蚀的迹象，其主要是因为氯离子的侵蚀以及混凝土碳化所引起。而混凝土修复的方法也比较多，如涂覆于混凝土表面的迁移型阻锈剂，如果混凝土保护层厚度大或者密实性较好，则难以迁至钢筋表面，抑制腐蚀。
2、为此，相比于传统修复方法，采用电化学方法进行修复，一方面可将氯离子除去，另一方面可利用电场作用将迁移型阻锈剂加速迁至混凝土钢筋表面，修复钢筋，延长混凝土使用寿命。虽然一些胺类物质可作为电迁移阻锈剂，但是胺类物质在水溶液中解离出的阳离子较少，电迁移能力较弱，不能快速、充分迁至钢筋表面。cn 111116482a一种咪唑衍生物及其制备方法和作为钢筋混凝土阻锈剂的应用，公开了通过在咪唑上接羟基基团，增强阻锈剂与钢筋的吸附性能，且咪唑环上的长链基团可以增大阻锈剂与钢筋表面的吸附面积，有效地避免氯离子等对钢筋表面钝化膜的破坏，从而可以很大程度上提高钢筋在侵蚀环境中的服役寿命，此外，可在外加电压作用下对开裂钢筋混凝土结构进行修复，但是此咪唑衍生物为单阳离子型，迁移能力有限。cn 108164465a一种月桂酸双环咪唑啉及其合成方法和应用，公开了具有对称的月桂酸双环咪唑分子结构，包含两个咪唑啉杂环和两个月桂酸的
技术实现思路
1、采用电化学方法将迁移型阻锈剂作用于钢筋混凝土，一方面可将混凝土中的氯离子除去，另一方面可利用电场作用将迁移型阻锈剂加速迁至混凝土钢筋表面，修复钢筋，延长混凝土使用寿命；而现有迁移型阻锈剂普遍存在解离出的阳离子较少，电迁移能力较弱，不能快速、充分迁至钢筋表面等缺点。针对现有技术的不足之处，本专利技术提供一种双阳离子型电迁移阻锈剂，该阻锈剂既可内掺于新建混凝土结构中，吸附在钢筋表面抑制钢筋腐蚀，又可通过电场作用迁移至钢筋混凝土内部修护既有结构中钢筋的腐蚀，且阻锈剂解离出的阳离子丰富、迁移能力强、迁移速度快。
2、本专利技术所述的双阳离子型电迁移阻锈剂，由多乙烯多胺基链段和两个咪唑啉杂环组成，其结构通式如下式(i)：
3、
4、式(i)中m为0-20的整数；r1相同或不同，为c2-c16的烷基醇或烷基羧酸盐；r2相同或不同，为c3-c31的烃基。
5、所述r1基团来源于季铵化试剂，所述季铵化试剂为：xch2(ch2)soh或x(ch2)scoona，其中s为1-15的整数，x为卤族元素氯、溴或碘。
6、所述r2基团来源于饱和脂肪酸，其结构通式为cnh2n+1cooh，其中n为2-30的整数。
7、r1基团的杂原子可增加电子云密度，其孤对电子易于铁配位成键，增强物质的吸附能力，使物质更易于吸附在钢筋表面成膜，保护钢筋抑制钢筋腐蚀，增加钢筋的阻锈能力。同时调控r1与r2，可使其分子结构中的主要官能团尽可能处于平面结构，以平行的方式吸附在铁表面，其形成的保护膜更加完整与致密，阻锈性能更好。
8、本专利技术所述双阳离子型电迁移阻锈剂的制备方法，首先将饱和脂肪酸与多乙烯多胺发生酰胺化反应，再在负压条件下调整反应条件继续反应生成双环咪唑啉，双环咪唑啉在季铵化试剂的作用下，活化制得双阳离子型电迁移阻锈剂。
9、所述脂肪酸与多乙烯多胺的摩尔比为1：(1～1.2)。
10、所述双环咪唑啉与季铵化试剂按摩尔比为1：(2～2.2)。
11、所述负压真空度为-0.05～-0.15mpa。
12、所述多乙烯多胺为nh2ch2ch2nhch2(ch2nhch2)mch2nhch2ch2nh2，其中m为0-20的整数。
13、所述双阳离子型电迁移阻锈剂的具体制备方法包括以下步骤：
14、(1)在气体保护环境下，依次将饱和脂肪酸以及有机溶剂a投入反应釜中开始搅拌，加入多乙烯多胺，100～160℃反应2～10h；在负压下将反应温度调至120～200℃，继续反应6～24h，反应结束后高温回收有机溶剂a，即可获得双环咪唑啉。
15、(2)将步骤(1)中的双环咪唑啉与季铵化试剂按摩尔比为1：(2～2.2)一起加入有机试剂b中，并在80～100℃中反应12～48h，之后高温回收有机试剂b，制得到双阳离子型电迁移阻锈剂。
16、所述有机溶剂a为甲苯、间二甲苯、对二甲苯和邻二甲苯中的一种。
17、所述有机试剂b为二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、乙腈以及乙醇中的一种。
18、本专利技术所述双阳离子型电迁移阻锈剂的应用，其既可以内掺用于新建混凝土结构中又可以用于既有混凝土结构电迁移修复。
19、本专利技术的显著特点在于，本专利技术中的双阳离子型电迁移阻锈剂结构中具有双阳离子功能基团，当电迁移时产出更多的阳离子，迁移能力强，使其快速迁移至钢筋表面，抑制钢筋腐蚀。另一方面本专利技术的双阳离子型电迁移阻锈剂分子中引入含有杂原子的r1基团，可增强其自身的吸附能力，且通过调节r1与r2，优化分子结构，使其平面吸附在钢筋表面，使保护膜更加完整致密，进一步提升双阳离子型电迁移阻锈剂的阻锈能力。而在反应过程中，使用负压条件下反应脱水形成双环咪唑啉结构，根据勒夏特列原理，此反应负压条件下反应平衡向正反应方向移动，所以负压促进反应正向进行，更容易生成双环结构。
20、与现有技术相比，本专利技术有如下有益效果：
21、1、本专利技术所用原材料易得且价格便宜，制备工艺简单易于生产。
22、2、双阳离子型电迁移阻锈剂体系稳定，不易分层；通过负压反应可以提高中间体转化率进而提高双阳离子型电迁移阻锈剂的产率；所制备的双阳离子型电迁移阻锈剂既可用于新建结构又可用于既有混凝土结构；
23、3、此外，双阳离子型电迁移阻锈剂具有优良的阻锈效果，可快速迁移至钢筋表面，有效提高钢筋临界氯离子浓度，延长钢筋本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种双阳离子型电迁移阻锈剂，其特征在于，由多乙烯多胺基链段和两个咪唑啉杂环组成，其结构通式如下式（I）：
2.根据权利要求1所述的一种双阳离子型电迁移阻锈剂，其特征在于，所述R1基团来源于季铵化试剂，所述季铵化试剂为：XCH2(CH2)sOH或X(CH2)sCOONa，其中s为1-15的整数，X为卤族元素氯、溴或碘。
3.根据权利要求1所述的一种双阳离子型电迁移阻锈剂，其特征在于，所述R2基团来源于饱和脂肪酸，其结构通式为CnH2n+1COOH，其中n为2-30的整数。
4.权利要求1-3任一项所述的一种双阳离子型电迁移阻锈剂的制备方法，其特征在于，首先将饱和脂肪酸与多乙烯多胺发生酰胺化反应，再在负压条件下调整反应条件继续反应生成双环咪唑啉，双环咪唑啉在季铵化试剂的作用下，活化制得双阳离子型电迁移阻锈剂。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述所述脂肪酸与多乙烯多胺的摩尔比为1：（1~1.2），所述双环咪唑啉与季铵化试剂按摩尔比为1：（2~2.2）。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述负压真空度为
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述多乙烯多胺为NH2CH2CH2NHCH2(CH2NHCH2)mCH2NHCH2CH2NH2，其中m为0-20的整数。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，具体所述制备方法包括以下步骤：（1）在气体保护环境下，依次将饱和脂肪酸以及有机溶剂A投入反应釜中开始搅拌，加入多乙烯多胺，100~160℃反应2~10h；在负压下将反应温度调至120~200℃，继续反应6~24h，反应结束后高温回收有机溶剂A，即可获得双环咪唑啉。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述有机溶剂A为甲苯、间二甲苯、对二甲苯和邻二甲苯中的一种，有机试剂B为二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、乙腈以及乙醇中的一种。
...【技术特征摘要】
1.一种双阳离子型电迁移阻锈剂，其特征在于，由多乙烯多胺基链段和两个咪唑啉杂环组成，其结构通式如下式（i）：
2.根据权利要求1所述的一种双阳离子型电迁移阻锈剂，其特征在于，所述r1基团来源于季铵化试剂，所述季铵化试剂为：xch2(ch2)soh或x(ch2)scoona，其中s为1-15的整数，x为卤族元素氯、溴或碘。
3.根据权利要求1所述的一种双阳离子型电迁移阻锈剂，其特征在于，所述r2基团来源于饱和脂肪酸，其结构通式为cnh2n+1cooh，其中n为2-30的整数。
4.权利要求1-3任一项所述的一种双阳离子型电迁移阻锈剂的制备方法，其特征在于，首先将饱和脂肪酸与多乙烯多胺发生酰胺化反应，再在负压条件下调整反应条件继续反应生成双环咪唑啉，双环咪唑啉在季铵化试剂的作用下，活化制得双阳离子型电迁移阻锈剂。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述所述脂肪酸与多乙烯多胺的摩尔比为1：...
【专利技术属性】
技术研发人员：马麒，蔡景顺，穆松，张浩，周莹，郭政，刘建忠，
申请(专利权)人：江苏苏博特新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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